JPH06504199A - pH範囲にわたり分子荷電が低度に異なる突然変異体酵素 - Google Patents

pH範囲にわたり分子荷電が低度に異なる突然変異体酵素

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JPH06504199A
JPH06504199A JP4502058A JP50205892A JPH06504199A JP H06504199 A JPH06504199 A JP H06504199A JP 4502058 A JP4502058 A JP 4502058A JP 50205892 A JP50205892 A JP 50205892A JP H06504199 A JPH06504199 A JP H06504199A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称:pH範囲にわたり分子荷電が低度に異なる突然変異体酵素 発明の分野 本発明は酵素、例えばそれらの生産のために適するrDNA法、突然変異遺伝子 、ベクターおよび突然変異体、およびにそれらの生産に有用な形質転換微生物、 ならびに例えばそれらを含有する酵素的洗剤と掃除用組成物を含めてのそれらの 応用に関するものである。
より詳細な態様において、本発明は改良酵素およびその製造および使用、特に改 良プロテアーゼに関する。そのような改良プロテアーゼは、遺伝子的(例えばr DNA法による)に改良された、祖先から系統を受け継いだ微生物由来のものを 含む。
より詳細な態様において、本発明は改良酵素の調製および使用に関し、特に改良 されたアルカリセリンプロテアーゼ、特に細菌および真菌起源のものに関する。
すなわち以下に記載する本発明は、とりわけプロテアーゼを生産するための技術 を提供し、それは例えばバチルス・ズプチルスブロテアーゼおよび他のズブチリ シンプロテアーゼであり、ならびにさらにそのような酵素の遺伝子的改良体およ びそのような酵素の洗剤および掃除用組成物中での使用を提供する。
発明の背景 酵素および特にプロテアーゼは、望ましくないタンパク質様の汚れなどを除去す るため、または除去を容易にするために洗剤および掃除用組成物中に20年以上 の間使用されて来た。これらの目的のために使用される酵素の中で商業的に最も 重要なものはプロテアーゼであり、特にズブチリシンプロテアーゼである。
プロテアーゼは洗剤産業において20年以上使用されて来たが、良好な洗濯結果 の要因となる物理的または化学的特性は未だ正確に知られていない。最近使用さ れている酵素は、天然からのプロテアーゼを単離し、そしてそれらを洗剤配合物 に試す事により見出された。
セリンプロテアーゼは酵素の一種として知られており、ズブチリシンを含むが、 これはペプチド結合を加水分解し、活性部位に必須なセリン残基が特徴である( White、 HandlerおよびSm1th“生化学の理論(Princi ples of Biochemistry)” 第5版、マグロー−ヒル出版 社、ニューヨーク’McGraw−Hill Book Co、 New Yo rk)、 1973゜271−272頁)。
既知のセリンプロテアーゼの分子量範囲は25.000から30.000である 。それらはジイソプロピル−フルオロリン酸塩により阻害されるが、メタロプロ テアーゼとは対照的にエチレンジアミン四酢酸(EDTA)には耐性である(し かしそれらはカルシウムイオンにより高温で安定化されるが)。それらは単なる 末端エステルを加水分解し、これはやはりセリンプロテアーゼである真核性キモ トリプシンとも活性において同様である。換言すれば、アルカリプロテアーゼは セリンプロテアーゼの至適高温性pH9,0から11.0を反映する(総説とし て、Pr1estの1977、 Bacteriological Rev、  41ニア11−753を参照)。
ズブチリシンはグラム−陽性細菌または真菌により生産されるセリンプロテアー ゼである。ズブチリシンの広範な種類が同定されており、少なくとも8つのズブ チリシンについてアミノ酸配列が決定されている。これらはバチルス株からの6 つのズブチリシン、すなわち168ズブチリシンBPN’、ズブチリシンカール スバーグ(Carlsberg)、ズブチリシンDY、ズブチリシンアミロサラ カリティクス(amylosacchariticus)およびメセンテリコペ ブチダーゼ(mesentericopeptidaseXKuriharaら 1972. J、Biol、Chem、247:5629−5631 ; 5t ahlおよびFerrai、 1984. J、Bacteriol、 159 :811−819、Jacobsら、1985. Nucl、 Ac1d Re s、13 : 8913−8926 : Nedkovら、1985. Bio l、Chem、Hoppe−Seyler 366:421−430. 5ve ndsenら、1986、 FEBS Lett 196 : 228−232 )および2つの真菌ズブチリシンサーモアクチノミセス・ブルガリス(Ther moactinomyces vulgaris)からのズブチリシンであるサ ーミターゼ(thermitase)(Melounら、。
1985、 FEBS Lett、 1983 : 195−200)およびト リチラチウム・アルブム(Tritirachium album)からのブロ ティナーゼK (JanyおよびMayer、 1985. Biol、 Ch em、 Hoppe−5eyler 366 : 584−492)である。
ズブチリシンは物理的および化学的によ(特徴づけられている。
これら酵素の一次構造(アミノ酸配列)に加えて、50倍以上の解像度のズブチ リシンのX−線構造が決定され、これは基質との結合、遷移状態、産物、3種の プロテアーゼインヒビターを描写し、天然の変更体の構造的結論を定める(Kr aut、 1977、 Ann、 Rev、 Biochem。
46 : 331−358)。
ズブチリシン遺伝子の不規則なおよび部位特異的突然変異は、酵素の物理的およ び化学的性質に関する両方の知識から生まれ、ズブチリシンの触媒活性、基質特 異性、三次元構造などに関する情報に寄与した(Wellsら、1987. P roc、 Natl、Acad、Sci、U、S、A、84 : 1219−1 223 : Wellsら、1986. Ph11.Trans、R,Soc、 Lond、A、 317 : 415−423:HwangおよびWarshe l、 1987. Biochem、26: 2669−2673; Raoら +987. Nature 328:551−554)。
ズブチリシン遺伝子の部位特異的突然変異は多くの注目を浴び、種々の突然変異 が以下の特許出願および特許に記載されている:欧州特許第0130756号( ジエネンティック)(対応する米国特許第4760025(ジエネンコー))は 部位特異性または不規則に生成した”カルボニルヒドロラーゼ中の突然変異体に 関し、引き続き突然変異酵素の種々の性質、例えばKcat/Km比、pH−活 性プロファイル、および酸化安定性などを探索した。部位特異的突然変異の可能 性を示した事、ならびに特定部位(即ち、−1Tyr、 32Asp、 135 Asn、104TYr、 222Met、 166Gly、 64His、 1 69Gly、 189Phe、 33Ser、 221Ser。
217Tyr、 156G1uまたは152Ala)でのズブチリシンBPN’ の突然変異が別の性質を表すことを酵素に与えたとは別に、その出願は所望の性 質を持つ酵素を得るためにどこに突然変異を導入するかを決めるという問題を解 決することには寄与していない。
欧州特許第0214435(ヘンケル)はズブチリシン カールスバーグおよび その二つの突然変異体のクローニングと発現に関する(しかし158ASl)か ら158serならびに161Serから1618Spへの突然変異の理由は与 えていない)。
国際特許出願第W087104461(アムジェン)は、親の酵素に存在するA sn−Gly配列の数を減少させて、pHおよび熱安定性を表す酵素を得た。こ こではズブチリシンBPN’の109Asnと218Asn残基の除去、変異ま たは修飾が強調された。
国際特許出願第W087105050(ジェネックス)は、改善された性質のた めのズブチリシンBPN’の不規則な突然変異とそれに続く多数の突然変異体の 探索を記載し、218Asn、 131Gly、 254Tyr、 166Gl y。
116Ala、 188Ser、 126Leuおよび53Ser位での突然変 異を記載する。
欧州特許第0251446号(ジエネンティック)は、第一および第三次構造レ ベルでのホモロジーの考察を、同等のアミノ酸残基が、保存されているか、否か を同定するためにどのように応用できるかを記載する。この情報は、ズブチリシ ンBPN’の三次構造に関する著者の知識とともに、突然変異が可能な多(の部 位の選択を導き、これらは改変した性質をもつ突然変異体を得るために期待され るものである。そのように同定された部位としては、124Met、 222M et 。
104TYr、 152Ala、 156Glu、 166G1y、 169G ly、 189Phe、 217Tyr 、である。また155Asn、 21 Tyr、 22Thr、 24Ser、 32Asp、 33Ser、 36A sp。
46G1y、 48Ala、49Ser、 50Met、 77Asn、 87 Ser、 94Lys、 95Val、 96Leu。
10711e、 110Gly、 170Lys、 171Tyr、 172P ro、 197Asl)、 199Met、 204SerB 213Lysおよび221Serも酵素の種々の性質に影響を有すると同定され 、これらの提案を支持する多くの突然変異体が例示された。これらの部位での単 一突然変異に加えて、著者は多くの複数部位の突然変異も行った。さらに著者は 、215G1y、 67His、 126Leu、 135Leuおよび97− 103.126−129.213−215および152−172の部分内のアミ ノ酸残基を、興味あるものと同定したが、これらの部位での突然変異は実施して いない。
欧州特許第0260105(ジェネンコー)は、触媒的な三組を含有する酵素中 の特定の性質を改変することを記載し、これは触媒的な三組から約15A内のア ミノ酸を選択し、選択したアミノ酸をもうひとつのアミノ酸と交換することによ る。本明細書に記載されたズブチリシンタイプの酵素は、特に触媒的な三組を含 有する酵素の種類に属すると言われている。ズブチリシンの222および217 位は置換するに好ましい位置として指示されている。
Thomas、 Ru5sellおよびFersht (Nature (19 85) 318.375−376)により、ズブチリシンの99Aspを99S erへ変換することにより酵素のpH依存性か変化することか表された。引き続 づいて、同じ著者は記事(J、Mo1.Biol、 (1987) 193.8 03−813)で156GIuに代えて156Setの置換も検討している。こ れらの突然変異は活性な64Hisがら約15A離れた中にある。
Nature、 328.496−500 (1987)では、Ru5sell およびFershtは、彼らの実験結果を討論し、pH−活性プルファイルを変 更するための規則を与え、これは酵素を突然変異させ、表面電荷を変えることに よる。
現在以下のズブチリシンプロテアーゼが知られており、それらの多(が世界中の 多くの国で、特に洗剤用として販売されている:ズブチリシンタイプ’またはN ova、例えば米国、セントルイス、シグマから市販されている: ズブチリシン カールスバーグ、Novo−Nordisk A/S (デンマ ーク)からALCALASE (TM)として、ならびにIBIS(オランダ) からMAXATASE(TM)として市販されている: バチルス レンテス ズブチリシン、Novo−Nordisk A/S (デ ンマーク)から5AVINASE (TM) トI、”C市販ttLcイル:に 0PTICLEAN (TV) (オランダ)がMiles Chemie ( ドイツ)から市販されている: バチルス レンテス ズブチリシン、Nova−Nordisk A/S (デ ンマーク)からESPERASE (TM)として市販されている:KAZUS ASE (TM)が昭和電工(日本)により市販されている。
例えば、ズブチリシンは他の酵素(他の基質に対して活性である)と組み合わせ て使用することもでき、選択したズブチリシンはそのような酵素に対して安定性 を有するべきであり、また選択したズブチリシンは好ましくは他の酵素を消化す べきではない。また選択したズブチリシンは洗剤配合物中の他の成分、例えば漂 白剤、酸化剤などに対して耐性であるべきであり、特に洗剤配合物中で使用され る酵素は、保存中および洗浄中の液体中での洗剤中の非−酵素的成分により形成 される酸化粉末、カルシウム結合性質、洗浄性およびpH状態に関して安定であ るへきである。洗浄液中で安定に維持される酵素能力は、しばしば洗浄能力また は洗浄力といわれる。
天然ズブチリシンは、その洗浄力、すなわちpHおよびイオン強度なとの種々の パラメーター下での能力に関して高度に可変であるということが分かった。上記 市販されている洗剤用プロテアーゼのいくつかは、まさに約20年以上前から販 売されているものよりもよい性能を有するが、各酵素の至適性能は配合および洗 浄力に関してそれに#宵の条件があり、それは例えばpl1温度、イオン強度( I)、活性系、ビルダーなとである。
結果として、低いpHおよび低い■で所望の性質を有する酵素はよりアルカリ性 の条件では望ましくなく、逆も言えることが見いだされた。
さらに、洗浄過程で起こる洗浄液のPH変化に対して比較的耐性である酵素を製 造および使用することがのぞましい。
現在、所望のアミノ酸配列を有する酵素を構築することが可能であり、上記のよ うに変更したズブチリシンの性質を構築するためにかなりの研究か費やされた。
多くの突然変異酵素を生産および探索する方法が提案された中で、欧州特許第0 130756(ジエネンティック)(米国特許第4.760,025) (ジエ ネンコー))および国際特許出願W087105050(ジエネックス乃は天然 酵素の単離およびその性質についてのそれらのスクリーニングの古典的方法に対 応するが、より効果的ではある。
ズブチリシンプロテアーゼはそれぞれが天然に存在し得る20のアミノ酸の1つ であり得る約275アミノ酸残基から典型的に構成されるので、その操作では、 −次スクリーニングにおいて注目の性質を示す選択された変異体をさらに試験す るに先立って、生成した極めて多数の変異体を予備スクリーニングにかけなけれ ばならないという重大な欠点かある。これはまたたとえば、洗浄液の特別な条件 下で改良された洗浄能力を表す洗浄用組成物を配合する場合のような目的の使用 について、改良された性質を持つ所望の酵素を得るためにどのアミノ酸残基を変 異させるかというガイドラインが示めされていないからである。
これらの特許出願に概略された方法は、従って、従来の長い間知られたランダム 突然変異法よりわずかによいだけである。
他の既知の技術は、加水分解速度(欧州特許第0260105(ジエネンコー) )およびpH−活性プロファイル(ThomasおよびRu5sell、および Fersht、同上)のような、特定な性質を変更させることに関する。これら の出版物のどれも酵素の洗浄性能すなわち“洗浄力″を変更することに関連しな い。
まさに、そのようによく知られた酵素の性質と酵素の洗浄性能すなわち”洗浄力 ”との間の関係はよ(同定されていない。
国際特許出願第No (89106279(PCT/DK 88100002)  (NovaインダストリーA/S)は、どのアミノ酸を変更すべきであるか、 および洗浄力において所望の変更を得るためにどのアミノ酸を導入すべきである かを決定するためのホモロジー比較の概念の使用を提案している。
(出版されていないが)欧州特許出願第90306952.4 (Unilev er)は、変更されたplを持つ突然変異ズブチリシンプロテアーゼの生産と使 用、ならびにそれらを含有する洗浄組成物を記載する。
残る課題は、多くの研究がプロテアーゼ酵素作用の機構を明らかにすることを対 象としたが、それらを洗浄性能に関して酵素の性質を決定する、構造とアミノ酸 残基の組合せはいまだ少しも知られていないことにあると思われる。
結局、洗浄システムに対するプロテアーゼ酵素の改良と作成についての必要性が 、掃除用または洗剤用組成物として実際に使用する際のプロテアーゼ作用機構の よりよい理解と同様に未だ存在する。
発明の説明 本発明の内容において、突然変異プロテアーゼ、例えば突然変異ズブチリシンプ ロテアーゼは、元々の又は親遺伝子を有しそして対応する親酵素を生産する親機 生物から誘導された突然変異遺伝子を発現している生物により生産されたプロテ アーゼを意味し、親遺伝子は突然変異遺伝子を生産するために突然変異され、こ れにより安定な宿主中で発現された時に該突然変異プロテアーゼが生産される。
上記のように細菌および真菌起源のプロテアーゼは、特にズブチリシンプロテア ーゼはそれらが特に洗剤および掃除用組成物において有用であり、それは例えば 洗濯用洗剤のようなものである。
ズブチリシンおよび他のアルカリプロテアーゼはアルカリ性の洗浄条件にある程 度耐えることができ、それにより実際の使用が可能になるものである。にもかか わらず、それらはアルカリ領域のpHへの活性および安定依存性を示し、酵素の 性質が現在までに入手し得るものよりもよりアルカリpH領域で扱いやすい酵素 調製物が望まれる。
ひとつの観点において本発明は、rDNA法で製造されるプロテアーゼ(例えば ズブチリシンプロテアーゼ)を提供することであり、これはそのアミノ酸配列に おいて、少なくともひとつの突然変異を有し、親のプロテアーゼと比較すると、 pH領域にわたって分子荷電の低度の変化を示す(例えばpH@域にわたり荷電 が実質的に一定に到達する、例えば中性に到達する)。
また本発明により提供されるのは、例えば洗剤用界面活性剤および洗剤用添加物 に加えて、rDNA法により生産されたプロテアーゼ(これはそのアミノ酸配列 において、少なくともひとつの突然変異を有し、親のプロテアーゼと比較すると pH領域にわたって分子の荷電の低度の変化を示す(例えばpH領域にわたり荷 電の実質的一定性に到達する、例えば中性に到達する))を含む酵素的洗剤用組 成物である。
本発明によれば、そのような分子電荷の低度の変化により(特に例えばpH領域 にわたって分子電荷が実質的に中性または一定である)、洗剤用配合構成物の柔 軟性を提供し、幾つかの場合においては所望のpHに近いpHを育する洗剤の配 合を可能にする。そのような酵素はまた使用中に、野生型酵素よりもpH変化に 対してより感度が低い。
そのような突然変異酵素は、洗剤用または掃除用組成物の一部として使用した時 、活性、安定性、および/または洗剤性能において、そして/またはより広範囲 のpH領域にわたって使用されるという点で利点をもたらすことができる。
そのような突然変異酵素は、洗浄液のpH変化に対する感度の減少を示すことに より衣類洗濯サイクル中の望ましくない性能変化を減少することができる。
そのような酵素は、実質的に均等な性能をもって、比較的高いまたは比較的低い pHの洗剤において適用することができる。
ズブチリシンプロテアーゼのなかで広く使用されているもののひとつ(ズブチリ シン309、上記)は118領域7から11にわたり、低pHでの約+5から高 pHでの約−3までの、分子あたり約8単位の正味の分子荷電の変化に反映され るpHに対する感受性を示す。
本発明に包含される突然変異酵素の例は、野性型酵素に比べて、pHによる変化 が小さく、例えば分子荷電の変化が実質的に小さく、実質的な一定値に達し、あ る場合には分子荷電の中性に達し、例えばI)H範囲が約8から約11、場合に よってはより広い約7から約11の多少法がりのあるpH領域において、その変 化はある場合は分子あたり5に荷単位より小さく、例えば分子あたり3電荷より 小さな変化であり、さらにある場合は分子あたり約1電荷より小さい。
最も普通には、荷電はpHの上昇に伴いより陰性になる。突然変異プロテアーゼ が、pHに対応して分子の荷電の小さい割合の変化を表せば十分であるが、この pH範囲はpH7から11の範囲をあまり超えず、例えばすくなくとも0.5p H単位のpH領域にわたって、例えば少なくとも19H単位、例えば少なくとも 2または3pH単位にわたり、そのようなあまり超えない範囲はpH領域約7か ら約11内に位置し、例えば約p)18から約pH11に位置する。
pHに対する減少した電荷変化の領域内の、pH値での分子電荷は、分子あたり 約+5から約−3電荷単位の間にあり、例えば+3から一1単位範囲内にあり、 正味の電荷は+/−11例えば+/−0,5、例えばゼロに近いかまたはわずか に陽性である。
ある場合には、プロテアーゼの正味の電荷は、分子あたり+/−1またはより狭 くは+/−0,5電荷の変化の範囲で、例えばほとんど一定、すなわちほとんど ゼロに維持されることができる。
本発明の態様による突然変異酵素は、一般的に知られているrDNA法を応用し て作ることができ、これは例えば上記の出版物および本明細書の引用参照に述べ られている(引用により本明細書に編入された)。
以下に述べる本発明による突然変異酵素の態様は、タンパク質に天然に存在する アミノ酸の以下の省略記号を参照することにより特定される: A= Ala=lミニア ラニンVal=バリン L=Leu=ロイシン 1=rle=イソロイシン N= Asn=アスパラギン Q−Gln=グルタミン D=Asp=アスパラギン酸 E=Glu=グルタミン酸 H= His=ヒスチジン B= Asx= AspまたはAsn Z= GIX= GILIまたはGinそのようなもうひとつのホモロガスなズ ブチリシンプロテアーゼの対応する部位への言及として理解されるべきである。
そのような対応部分は、他のBPN’の遺伝子との比較により、そのような他の プロテアーゼの遺伝子中の明らかな削除と挿入の理由により番号が他のプロテア ーゼの鎖に沿って異なるかもしれない。該表において、アミノ酸の削除または欠 損は′*′ で、BPN’に比較して挿入となるものは位置番号に付された小文 字のアルファベットで示される。
本発明によれば、突然変異ズブチリシン酵素は、ズブチリシンBPN’、ズブチ リシンアミロサラカリティクス、ズブチリシン168、ズブチリシンメッセント リコペブチダーゼ、ズブチリシンカールスバーグ、ズブチリシンDY、ズブチリ シン309、ズブチリシン147、サーミターゼ、バチルスPB92プロテアー ゼおよびブロティナーゼKから選択された親の酵素の突然変異を表すことが好ま しく、好ましくはズブチリシン309、ズブチリシン147、ズブチリシンカー ルスバーグ、アクアリシンまたはバチルスPB92プロテアーゼである。
本発明の範囲にある有用なズブチリシンプロテアーゼは、リシン、ヒスチジン、 システィンかつ/またはチロシン残基(これはしばしば滴定値(titrate )またはpKa値が8−11の範囲中にある)を持ち、それらが非−滴定(no n−titrating)残基、またはその範囲外のpKa値、又は場合によっ ては7−12以外の範囲にある残基(特にチロシン以外の残基)(例えばリシン またはシスティンからアルギニン、ロイシン、スレオニン、アスパラギン、グル タミン酸またはアスパラギン酸へ:チロシンからフェニルアラニン、スレオニン 、バリン、トリプトファンまたはグルタミン酸へ;ヒスチジンからグルタミン、 アスパラギン、セリン、グルタミン酸またはアスパラギン酸へ)により置換され る。
特に、本発明の態様は以下の突然変異または突然変異の組み合わせを指示した部 位に導入することができる:H17Q、 K27R,H39S、 E54D、  Y91F、 K94R,H120D、 H12ON、 Y167E。
Y167F、 Y171V、 Y192E、 YI92F、 Y2O9F、 Y 214T、 H226S、 K235L。
K235R,K237R,K251E、 K251N、 Y263F。
E54Dおよびに94Rの突然変異は通常−緒に導入されるべきである。
突然変異の例はさらに次のように分けられる:a−に27R; b −H17Q+に27R+H39S;c −ES4D+Y91F+に94R; d−ε540+Y91F十に94R+8120D;e −E54D+Y91F+ に94R+H12ON;f −Y167F+Y171V+Y192F+Y2O9 F+Y214T;9− に23SL+に237R+に2SIE+Y263F;h −に23SL+に237R+に251N+Y263F;i −8226S十に2 35し+に:’37R十に2SIN+Y263F;k −H226S+に235 L+に237R十に251E+Y263F;9′−に235R+に237R+に 251E+Y263F;h′−に235R+に237R十に251N+Y263 F ;1’ −H226S+に235R+に237R+に251N+Y263F ;に’ −H226S+に235R+に237R+に251E+Y263F;従 って、本発明の態様はa+c+f+g、b+d+f+i、b+e+f+に、b+ e+f+i、b+d+f+に、a+c+f+g’。
b+d十f十i’ 、b+e+f+に’ 、b+e+f+i’ 、b+d+f+ に’、に対応する組み合わせの突然変異を有する例も含み、ここで文字は上のバ ラグラフで示した変異又は変異の組合せを示す。
目的の突然変異プロテアーゼの特別な例は次のごとくである:A : K27R 。
B : K235R+に237R+に251E+Y263F;C: E54D+ Y91F+に94R:D : K27R+E54D+Y91F+に94R+Y2 O9F+Y214T+に235R+に237R+に251E+Y263F。
E : K27R+E54D+Y91F+に94R+Y167F+Y171V+ Y192F+Y2O9F+Y214T+に235R+に一237R+に251E +Y263F (すべてのY、 Kか変化):F:D残基に電荷を加え、そして ひとつのE残基に電荷を加えたさらに二つの突然変異を存する突然変異体EG  : 17.39.120.226位のヒスチジンに中性残基のさらなる突然変異 を有する突然変異体F、 H:N−末端が化学的に修飾されて(ブロック)中性基を与えるか、またはpK aが7から12の範囲外にある基を与える突然変異体G プロテアーゼAからHの滴定曲線(計算した)は、野生型ズブチリシン309と 一致し、添付の図1から3に与えられる。
上記プロテアーゼHに関連して記載したように、そして一般的に応用できるもの として、プロテアーゼ(ポリペプチドの環境におし)でしばしば約8のpKaを 有する)のN−末端アミノ基を修飾することも有用であり、これは例えば微生物 により生産された後のプロテアーゼをアシル化またはアルキル化するための修飾 試薬による。これは、8−11のアルカリpHでの電荷の安定化の程度に寄与す るためには、例えばブロッキング処理の結果によりN−末端のアミノ基をpKa が約8−山例えば約7−12の外にある基で置換して配置することによる。
適当な方法は例えば”タンパク質の化学的修飾(ChemicalModifi cation of Protein’ G、E、Means、 R,E、Fe eney、1971ホlレデンデイ社(Holden Day Inc、)サン フランシスコ、およびFinn Woldによる′タンパク質のインビボ修飾( In Vivo Chemical Modificationof Prot eins)”、 Ann、Rev Biochem 50 (1981)、 7 83−814に開示されている。最適な方法は、(i)例えばエチルアセトアミ ドと反応させることによりアミノ基をホモグアニジウム基に転換するか、または 0−メチルイソウレアでグアニジル化することにより、末端アミノ基を修飾して 、より高いpHの正電荷基を残す、(ii) N−末端を無水酢酸によりアセチ ル化することにより、またはシアネートでカルバミル化することにより中和する 、または(iii)末端−アミノ基を例えば無水コハク酸でアシル化することに より負電荷基に転換する、工程を含む。これらの方法は接近可能なりシン残基に 影響する。
本発明はまた、本発明の突然変異酵素を、掃除および洗剤組成物中に使用するこ とから成り、そしてそのような突然変異酵素を含む掃除および洗剤組成物にまで 広がる。
これらの酵素は洗剤組成物中に既知の量で使用できる。その量は非常に広い範囲 に変化し、洗剤組成物のダラムあたりアンソン単位(Anson)で例えば約0 .0002−0.01.例えば約0.005−0.05である。他の単位で表せ ば、プロテアーゼ組成物中に、洗剤配合物あたり約0.1−100GU/mg  (例えば1−50.特に5−20GU/ mg)のオーダーで、または任意に洗 剤配合物あたり約0.01−4、例えば0.1−0.4kNPUを中心とした広 範囲の量である。
KNPtlは、Novo Nordisk A/Sにより発表された技術的文書 中に定義されたものである。
GOはグリシン単位であり、これは標準的な条件下で、40℃で15分間N−ア セチルカゼインを基質としてインキュベーションする間に、1マイクロモルのグ リシンと等量のNH,基を生成するタンパク質溶解酵素活性として定義される。
例えば、リットル当たり0.08kNPUのオーダーの酵素活性に対応して本発 明の酵素を洗濯液1リツトルあたり約0.25mgの割合で使用することか適当 である。対応する洗剤配合物は例えば0.1−0.4KNP[J/gのオーダー の量で含有できる。
そのような組成物は、本発明の前述の任意の観点に従った突然変異ズブチリシン 酵素の任意のひとつ又はそれ以上のみに加えて、当業者に周知のそのような組成 物中に含まれる成分を含む。
そのような成分は、リン酸またはゼオライト研摩剤のようなビルダー、アニオン 、カチオンまたは非−イオン性のような界面活性剤、アクリル酸または同等のポ リマーのようなポリマー、過硼酸塩−またはアミノ酸−含有漂白前駆体または活 性化剤のような漂白系、シリケート構造物のような構造物、pHを調整するため のアルカリまたは酸、除湿剤および、または中性有機塩を含む。
洗剤組成物はさらに酵素を含有する。
例えば、欧州特許第258068中のNovo Nordisk A/Sのリパ ーゼおよびリボラーゼおよび他の酵素組成物を、キャリアー物質とともにリパー ゼ酵素の粒状組成物として加えることができる(別法として溶液またはスラリー で)。
リパーゼの添加量は、広い範囲で選択でき、例えばダラムあたりの界面活性剤系 または洗剤組成物に50から30.0OOLU/ g 、例えば頻繁には少なく とも100LU/ g、大変有効には少なくとも500LU/ g 。
しばしば好ましくは1000.2000LU/gまたは4000LU/ g以上 であり、従って最も頻繁には50−4000LU/ gの範囲内、そして可能な 範囲は200−1000LLI/ gである。このリパーゼ単位の仕様は、欧州 特許第258068に定義されたものである。
脂肪溶解酵素は広範なリパーゼから選択できる:特に以下の特許明細書に記載さ れたリパーゼ、欧州特許第214761号(Novo NordiskA/S) 、欧州特許第0258068号および特にサーモマイセス ラヌギオネスス(T hermomyces lanuginosus) ATCC22070からの リパーゼに対して生じる抗血清に免疫的交差反応を表すリパーゼ、欧州特許第0 205208号および欧州特許第0206390号、そして特にクロモバクター  ビスコスム バー リボリティクム(Chromobacterviscos um var Iipolyticum)NRRL B−3673からの、また はアルカリジーンズ(Alcaligenes) PL−679,ATCC31 371およびFERM−P 3783からのリパーゼに対して生じる抗血清に免 疫的交差反応を表すリパーゼ、またWO37100859(ギストーブローカデ ス)および欧州特許第0204284(サラポロビール)の明細書。特に有用な ものは、例えば以下の市販されているリパーゼ組成物である: Novaリパー ゼ、アマノ リパーゼCE P、 B、 AP、 M−AP、 AMLおよびC BSおよびメイト−リパーゼMY−30,OF、およびPL、 またエステラー ゼ(Esterase) Mu、リボザイム(Lipozyme)、 5P22 5. 5P285、サイカン リパーゼ、エンゼコリパーゼ、トーヨー ジコゾ ーリパーゼおよびダイオシシスリパーゼ(商標)である。
これらのさらなるリパーゼ酵素の遺伝子工学は、適当なリパーゼ遺伝子(例えば サーモマイセス ラヌギオネススからのリパーゼ遺伝子またはその突然変異体) の抽出、例えばアスペルギルスなどの適当な生産体生物中にその遺伝子またはそ の誘導体を導入、発現させて達成される。その方法は、Wo 88102775 (Nova Nordisk A/S)、欧州特許¥&0243338号(La bof in)または欧州特許第0268452号(ジェネンコー)および注目 すべきは欧州特許第0305216号(Nov。
Nordisk A/S)または欧州特許第0283075(ギストーブローカ デス)が適用できる。
他の酵素における同様の考察がミュータシス ミュータンデス(Mutatis  Mutandis)にも適用でき、これもまた存在する。制限する事なく:例 えば所望によりアミラーゼも使用でき、その範囲はダラムあたりの洗剤組成物あ たり約1から約100MUの範囲の量であり(マルトース単位)(または0.0 14−1.4 、例えば0.07−0.7KNIJ/ g )(Novo単位) である。例えばセルラーゼも所望により使用でき、それはダラムあたりの洗剤組 成物あたり約0.3から35CEVU単位の範囲の量である。
本発明の洗剤組成物中に通常量で存在できる有用な洗剤成分は以下のとおりであ る。組成物は構築されてもされてなくてもよく、そしてゼロ−P(すなわちリン 酸含有ビルダーは含有しない)であることかできる。従って組成物は例えば1− 50%から、例えば少なくとも5%、そしてより頻繁には35−40重量%まで のひとつまたはそれ以上の有機および/または無機ビルグーの凝集物を含んでも よい。
ビルダーの典型的な例は上記に述べたものを含む他、より広範にはアルカリ金属 、オルト、ピロ、およびトリポリフオスフェート、アルカリ金属カーボネイト、 方解石、アルカリ金属クエン酸塩、アルカリ金属ニトリロトリ酢酸塩、カーボキ シメチルオキシサクシネート、ゼオライトポリアセタールカルボキシレートなど の単独または混合物を含む。
さらに、洗剤組成物は1−35%の漂白剤、または漂白前駆体、または漂白剤お よび/またはその活性化剤の前駆体とともになるシステムを含んでもよい。さら に随意の成分として、気泡増進剤、消泡剤、抗−腐食剤、汚れ沈殿防止剤、金属 イオン封鎖剤、抗−汚れ再付着剤、香料、染料、酵素のための安定化剤などであ る。
組成物を、特に限定的にではなく、綿およびポリエステルを基本とした、または それらの混合物の衣料材料を洗濯するために使用できる。例えば特に、約80− 65℃またはそれより低い、例えば約30−35°Cまたはそれより低い温度で 行われる洗濯に適する。洗濯液中の界面活性剤1リツトルあたり約0.4−0. 8 g提供するこの為に十分な量の組成物を使用することが適当であるが、所望 によりより少ない、またはより多い使用も可能である。限定的にではなく、例え ば〆lからlOg/L、例えば約3−6 g/Lの洗剤配合物の使用割合か、実 施例と実質的に同じ配合物の場合には適当である。
本発明の観点の中にある洗剤組成物の特別な形態には:a)リン酸ビルダー、ア ニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アクリル酸または同等のポリマー 、過硼酸塩漂白前駆体、アミノ−含有漂白活性化剤、シリケート又は他の構造体 、使用に適するpHに調整するアルカリ、および中性有機塩を含有する洗剤粉末 として配合された洗剤組成物。
b)ゼオライトビルダー、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アク リル酸または同等のポリマー、過硼酸塩漂白前駆体、アミノ−含有漂白活性化剤 、シリケート又は他の構造体、使用に適するpHに調整するアルカリ、および中 性有機塩を含有する洗剤粉末として配合された洗剤組成物。
C)アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、有機酸、苛性アルカリ、9 から10の間の値に調整されたpHの液体洗剤として配合された洗剤組成物。
d)本質的に直線状アルコキシル化−級アルコール、トリアセチン、三リン酸ナ トリウム、苛性アルカリ、過硼酸モノハイドレイト漂白前駆体、三級アミン漂白 活性化剤、9からIOの間の値に調整されたpHから成る液体非イオン性界面活 性剤を含む非水性液体洗剤として配合された洗剤組成物。
e)アニオン性界面活性剤および各アルコキシル化度が約7と約3との非イオン 性界面活性剤の混合物、低い、または実質的にゼロである中性無機塩、リン酸ビ ルダー、過硼酸塩漂白前駆体、三級アミン漂白活性化剤、シリケートナトリウム 、そしてマイナーズ(minors)および湿度を含有する少なくとも600  g / Lのバルク密度を持つ粒質物の形態である洗剤粉末として配合された洗 剤組成物。
f)アニオン性界面活性剤および各アルコキシル化度が約7と約3との非イオン 性界面活性剤の混合物、低い、または実質的にゼロである中性無機塩、ゼオライ トビルダー、過硼酸塩漂白前駆体、三級アミン漂白活性化剤、シリケートナトリ ウム、そして微量物質および湿分を含有する少なくとも600 g / Lのバ ルク密度を持つ粒質物の形態である洗剤粉末として配合された洗剤組成物。
g)アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アクリル酸ポリマー、脂肪 酸石鹸、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、粘度粒子、過硼酸塩漂白前駆体、三 級アミン漂白活性化剤、シリケートナトリウム、そして微量物質および湿分を含 有する洗剤粉末として配合された洗剤組成物。
h)牛脂とココナツツ油との全一鹸化混合物に基づく石鹸、オルトリン酸で中和 化し、プロテアーゼを混合し、またギ酸ナトリウム、ホウ砂、プロピレングリコ ールおよび硫酸ナトリウムとを混合し、そしてさらに石鹸生産ラインで作られた (石鹸)棒洗剤として配合された洗剤組成物。
01リツトルの界面活性剤あたり0.4−0.8g/Lに対応する割合で使用さ れる時、洗浄液のpHを9またはそれより低くするように配合された、酵素洗剤 組成物。
k)1リツトルの界面活性剤あたり0.4−0.8g/Lに対応する割合で使用 される時、洗浄液のpHを8.5またはそれより高くするように配合された、酵 素洗剤組成物。
1)1リツトルの界面活性剤あたり0.4−0.8g/Lに対応する割合で使用 される時、洗浄液のイオン強度を0.03またはそれより低く、例えば0.02 またはそれより低くするように配合された、酵素洗剤組成物。
m)1リツトルの界面活性剤あたり0.4−0.8g/Lに対応する割合で使用 される時、洗浄液のイオン強度を0.01またはそれより高く、例えば0.02 またはそれより高くするように配合された、酵素洗剤組成物。
本発明はさらに以下の実施例および付随する図面により説明される。
実施例 実施例A、添付図面の図1−3及び図4 (1/7乃至7/7)は適当なrDN A法による本発明の変種プロテアーゼの構成に係わり、さらにはプロテアーゼの 製造に育用な突然変異を誘発させた遺伝子、ベクター及び変異体及び形質転換微 生物に係わる。
実施例Bは実施例Aのプロテアーゼを含む洗剤の組成とその性能テストの結果に 係わる。
実施例DI−D14は本発明のプロテアーゼを適当に組込むことのできるその他 の洗剤組成に係わる。
実施例A: ■: 遺伝子に突然変異を導入する種々の方法が既に公知となっている。サブチリシン 遺伝子のクローン化に関して概説したのち、サブチリシン遺伝子内の不特定部位 及び特定部位に突然変異を発生させる方法を説明する。
公知の種々の方法によりゲノム陽性の細菌または真菌からサブチリシンをコード する遺伝子をクローン化することができる。先ず、研究対象たるサブチリシンを 産生ずる生物体からの染色体DNAまたはメツセンジャーRNAを利用してDN Aのゲノムライブラリー及び/またはcDNAライブラリーを構成しなければな らない。次いで、もしサブチリシンのアミノ酸配列が判明しているなら、相同性 の標識付きオリゴヌクレオチド・プローブを合成し、これを利用することによっ て細菌DNAのゲノム・ライブラリーからの、または真菌cDNAライブラリー からのサブチリシン・コード化クローンを識別すればよい。これに代わる方法と して、他の菌株に属する細菌または真菌からのサブチリシンと相同の配列を含む 標識付きオリゴヌクレオチドをプローブとして使用し、比較的ゆるやかなハイブ リダイゼーション及び洗浄条件を利用することによってサブチリシン・コード化 クローンを識別することも可能である。
サブチリシン産生クローンを識別する他の方法では、ゲノムDNAのフラグメン トを例えばプラスミドのような発現ベクターに挿入し、得られたゲノムDNAラ イブラリーでプロテアーゼ陰性細菌を形質転換し、次いでサブチリシンの基質、 例えばスキムミルクを含有する寒天培地で形質転換細菌を平板培養する。サブチ リシン支持プラスミドを含有するこの細菌は排出されるサブチリシンがスキムミ ルクを消化することで、透明な寒天培地の輪によって囲まれたコロニーを産生ず る。
サブチリシン遺伝子をクローン化してプラスミドのような適当なベクターに導入 したら、あとはいくつかの方法を利用することによって遺伝子に不特定(ランダ ム)突然変異を導入することができる。
1つの方法として、検索可能なベクターの一部としてクローン化サブチリシン遺 伝子を大腸菌の突然変異誘発菌株に組込む。
他の方法では、1本鎖形のサブチリシン遺伝子を発生させ、サブチリシン遺伝子 の一部か1本鎖のままとなるようにサブチリシン遺伝子を含有するDNAのフラ グメントを他のDNAフラグメントと共にアニールする。この孤立した1本鎖領 域に任意の突然変異誘発剤、例えば亜硫酸ナトリウム、ヒドロキシルアミン、亜 硝酸、ギ酸、またはヒドララジンを作用させる。まお、突然変異誘発剤は上記例 に限らない。不特定(ランダム)突然変異を発生させるこの方法の1例は5ho rtle及びNatbansの論文(1978,Proc、Natl、Acad 、Sci。
U、 S、 A、 、 75 : 2170−2174)に記載されている。5 hortle及びNatbansの方法によれば、サブチリシン遺伝子を支持す るプラスミドを、遺伝子の内部で開裂する制限酵素によってニックする。DNA ポリメラーゼ■のエキソヌクレアーゼ作用を利用してこのニックをギャップに広 げる。こうして得られた1本鎖ギャップを、任意の上記突然変異誘発剤を利用し て突然変異させる。
さらに池の方法では、天然プロモーター及びその他の制御配列を含むバチルス属 からのサブチリシンをクローン化して、大腸菌及び枯草菌双方のレプリコン、選 択可能な遺伝子表現マーカー、及びヘルパー・ファージIRIとの重感染で1本 鎖プラスミドDNAを産生ずるM13ori−領域を含有するプラスミド・ベク ターに導入する。クローン化サブチリシン遺伝子を含有する1本鎖プラスミドD NAを分離し、ベクター配列は含有するがサブチリシンのコーディング領域は含 有しないDNAフラグメントと共にアニールすることによってギャップのある二 本鎖分子を得る。上述したように亜硫酸ナトリウム、亜硝酸またはギ酸を作用さ せるかまたは大腸菌の突然変異誘発菌株中で複製することによりサブチリシン遺 伝子に突然変異を導入する。
亜硫酸ナトリウムは1本鎖DNA中のシトシンとだけ反応するから、この変異原 物質による突然変異はコーディング領域だけに制限される。反応時間及び亜硫酸 塩濃度は実験ごとに異なり、平均して各サブチリシン遺伝子に対して1つまたは 5つの突然変異が誘発されるようにする。1))(6,0の4M亜硫酸ナトリウ ムに10マイクログラムのギャップのある2本鎖DNAを溶かした溶液を400 マイクロリツトルの反応容積中で9分間30℃に保温して1本鎖領域のシトシン の約1%を脱アミノする。DNA1lによっても異なるが熟成サブチリシンのコ ーディング領域は約200個のソトシンを含有する。好都合なことに、反応時間 には約4分間(約1 /200の突然変異一度)から約20分間(約5 /20 0)までの幅がある。
突然変異誘発後、試験管中でギャップを有する分子をDNAポリメラーゼI ( Klenowフラグメント)で処理することにより完全な2本鎖分子を形成し、 突然変異を固定する。次いで反応性大腸菌を変異誘発原物質処理DNAで形質転 換することにより増幅された突然変異体サブチリシンのライブラリーを産生ずる 。エラーを生じ易いDNAポリメラーゼが原因で変異範囲を広げる大腸菌のMu t 0株中でプラスミドDNAを培養することによっても増幅された変異体ライ ブラリーを得ることができる。
変異誘発原物質である亜硝酸及びギ酸を使用することによって変異体ライブラリ ーを産生ずることもできる。これらの化学物質は亜硫酸ナトリウムのように1本 ffl DNAに対して特異性ではないから、突然変異誘発反応を以下に述べる 方法で進行させる。即ち、サブチリシン遺伝子のコーディング部分を標準的な方 法によってM13ファージ中でクローン化し、1本鎖ファージDNAを調製する 。次いで1本mDNAヲ1M、pH4,30)亜硝酸ト23℃テ15−60分間 ニ亘ッテ、または2.4Mギ酸と23°Cで1−5分間に亘って反応させる。こ のような範囲の反応時間で1/1000乃至5/1000の突然変異頻度が得ら れる。変異誘発後、汎用プライマーをアニールしてM13 DNAを得、変異誘 発された1本MDNAをテンプレートとして使用することにより相補結合DNA を合成し、サブチリシン遺伝子のコーディング部分が完全な2本鎖となるように する。この時点でコーディング領域は制限酵素でM13ベクターから切断され、 変異誘発されていない発現ベクターに結合されるから、制限フラグメントだけに 突然変異が起こる(Myers等、5cience 229 (1985) 2 42−257)。
サブチリシン遺伝子をクローン化し、所期の突然変異部位が明らかになったら、 合成オリゴヌクレオチドを利用してこの突然変異を導入することができる。この オリゴヌクレオチドは所期の変異誘発部位に位置するヌクレオチド配列を含有す る。変異誘発ヌクレオチドはオリゴヌクレオチド合成の過程で挿入される。
好ましい方法では、サブチリシン遺伝子を架橋するDNAの1本鎖ギャップかサ ブチリシン遺伝子支持ベクター中に形成される。次いで、所期の突然変異を生む 合成ヌクレオチドをアニールして1本鎖DNAの相同部分を得る。残るギャップ をDNAポリメラーゼI (Klenowフラグメント)により埋め、T4リガ ーゼを利用して構成体を結合する。この方法の具体例はMorinaga等の論 文(Biotechnology 2(1984) 646−639)に記載さ れている。3Morinaga等の論文では、制限エンドヌクレアーゼを利用し て遺伝子内のフラグメントを除去する。
ギャップを含んでいるベクター/遺伝子を変性させ、ハイブリダイズ処理するこ とにより、ギャップの代りにギャップ領域より外側の部位を他の制限エンドヌク レアーゼで裂開させられたベクター/遺伝子を得る。遺伝子の1本鎖領域を変異 誘発オリゴヌクレオチドでハイブリダイズ処理し、残るギャップにDNAポリメ ラーゼ■のKlenowフラグメントを埋め、挿入体をT4DNAリガーゼで結 合し、1複製サイクル後、所期の変異を有する2本鎖プラスミドを産生ずる。M orinaga法は新しい制御部位を構成する余分な操作を省くから、多重部位 における突然変異発生を容易にする。
米国特許第4.760.025号(Estell等、1988年7月26日)は カセットを少し変更することによって多重変異を育するオリゴヌクレオチドを導 入する方法を開示しているが、Morinaga法では長さの異なる多数のオリ ゴヌクレオチドを導入できるから一度にもっと多様な突然変異を導入できる。
本発明の実施に際しては、上記の類似方法またはこれらに代わる公知の方法によ って上記の変異を誘発されたサブチリシン遺伝子を産生ずることができ、発現ベ クターを利用して酵素の形で発現させることかできる。発現ベクターは典型的な りローニング・ベクターの成分、即ち、微生物のゲノムに関係なく微生物におけ る自律的なベクター複写を可能にするエレメント、及び選択用の1つまたは2つ 以上の表現マーカーを含むのが普通であるから、一般的にはクローニング・ベク ターの定義に当てはまる。発現ベクターはプロモーター、オペレーター、リポソ ーム結合部位、トランスレーション開始シグナル、及び必要に応じてリプレッサ ー遺伝子または種々の賦活性遺伝子をコード化する制御配列を含む。
発現蛋白質の分泌を可能にするためには、遺伝子のコーディング配列に先立って “シグナル配列′を挿入すればよい。制御配列の指示下に発現させるため、本発 明に従って処理すべき標的遺伝子をしかるべき読み枠において制御配列と連動さ せる。プラスミド・ベクターに組込むことのでき、変異体サブチリシン遺伝子の 転写を支持できるプロモーター配列としては例えば原核生物タイプのβ−ラクタ マーゼ・プロモーター(Vi lla−Kamaroff等、Proc、 Na tl、 AcadSci USA 75 (1978) 3727−3731) やタック・プロモーター(DeBoer等、Proc Natl Acad S ci USA 80 (1983) 2l−25)などが挙げられる。さらに、 5cientific American、 242 (1980) 74−9 4に掲載された“Useful proteins from recombi nant bacteria”にも掲載されている。
1つの態様では、変異誘発されたDNAを担持する発現ベクターによって枯草菌 を形質転換する。枯草菌のような分泌微生物において発現させたい場合、シグナ ル配列が翻訳開始シグナルにつづき、問題のDNA配列に先行すればよい。シグ ナル配列は発現産生物を細胞壁へ運び、細胞壁において産生物は分泌と同時に産 生物から分離する。上記の用語″制御配列”はもしシグナル配列が存在するなら このシグナル配列をも含むものとする。
■: 本発明の実施例に従って野性型及び変種のプロテアーゼ酵素の遺伝情報を指定す るための遺伝子を構成し、発現させる好ましい方法を示す以下に述べる実施例で は下記の材料に言及する:枯草菌309及び147はバシルス・レングス(Ba cillus 1entus)の変種であり、NCIBに寄託され、受理番号N CIB 10147及びNCIB 10309を与えられ、米国特許第3723 250号に記載されており、該特許の内容を引用により本願明細書中に組み入れ る。
大腸菌MC100O(M、J、Ca5adaban及びS、N、Cohen、  J Mol Boil 138(1980) 179−207)は公知の方法に よりγ−m+にされたものであり、米国特許出願第039.298号にも記載さ れている。
サブチリシン309及びその変異体の遺伝情報を指定する合成遺伝子に適したベ クターを構成した。これは本質的にはpUc19プラスミド(C,Yanish −Perron及びJ、Messing、 Gene 33 (1985) 1 03−119)であり、多重クローニング部位が遺伝子を構成する5個のサブフ ラグメントを分離するための制限部位を含むリンカ−に置き換えられている。新 しいリンカ−をEco R1−Hln dn[切断pUc19に挿入してこの制 限部位を破壊した。
(R1) にpnI PstIEcoRIH4nd3 C1al 5phl R am (83ンサブチリシン309の熟成部分の遺伝情報を指定する合成遺伝子 を以下に説明し、添付図面の図4(シートI/7−7/7)に示すように構成し た。合成遺伝子の構造はシート1/7−4/7に、構成に使用されるフラグメン トと共に略示しである。各サブフラグメントは6乃至12個のオリゴヌクレオチ ドから成る。このオリゴヌクレオチドは調節ガラス支持板上のフォスフ中ラミダ イト化学を利用する自動DNAシンセサイザーでオリゴヌクレオチドを合成した (S、 L。
Beaucage及びM、H,Carruthers、 Tetrahedro n Letters 22 (1981)1859−1869参照)。図中オリ ゴヌクレオチドの5′一端の点はこれらのオリゴヌクレオチドガリン酸塩付加さ れたことを指示する手段である。5分間に亘って90°Cに加熱してから75分 間に亘って室温まで冷却することによって対応のオリゴヌクレオチド対から2本 鎖(シートl/7〜4/7)を形成した。2本鎖を混合し、T4DNAリガーゼ で処理した。
5個のサブフラグメントを2%アガローゼ・ゲル上で分離し、psX191に挿 入した。ジデオキシヌクレオチド・シーケンシングによって配列を確認した。フ ラグメントA−Eを分離し、KpnI−BamHIcut pXs191と共に 結合した。結合混合物を利用してアンピシリン耐性の点で有効な大腸菌MC10 0Oγ−1m+を形質転換した。次いで酵素の熟成部分の遺伝情報を指示するサ ブチリシン309の部分を構成する850bp Kpnl−BamHIフラグメ ントを利用してpsX212の野生型遺伝子を置き換えてpSX222とし、こ れを有効な枯草菌5Ha273に形質転換した。形質転換された菌種を発酵させ 、酵素を精製した結果、産生物が野生型産生物と区別できないことが判明した。
突然変異を必要とする部位に(例えば後述するような)異なる配列を有するオリ ゴヌクレオチドを使用し、これを合成遺伝子に適した他のオリゴヌクレオチドと 混合することによって合成遺伝子から得られるプロテアーゼ変種を調製した。そ の他の点では上述したのと同様の態様で変異遺伝子を組立てる。合成遺伝子に関 するその他の情報はNature 227 (1970) 27−34に掲載さ れたAgarval等の論文に記載されている。
酵素の熟成部分をコード化するサブチリ22309合成遺伝子の先頭にKpn  I部位を導入した。使用された方法はいわゆるオリゴヌクレオチド2本領破壊修 復変異誘発法であり、Proc、 Natl、 Acad 5ciUSA 83  (1986) 7177−7181に掲載されたWlodek Mandec kiの論文に記載されている。サブチリシン309熟成部分の先頭部分において NcoIでpsX172を開き、アミノ酸配列を変えずに2個の塩基を変えるこ とによってNco Iの直ぐ前にKpn1部位を導入する。psX172はヨー ロッパ特許出願第EP O405901号に記載されている。このように形成さ れたKpn I部位を400−bp PvuiNhelフラグメントのpsX1 20に挿入しテpX212を生成させる。psxt2oもヨーロー)t<特許出 願第EP 0405901号に記載されている。
得られた産生物をオリゴヌクレオチドN0R789(配列を図4(7/7)を示 す)と混合し、100°Cに加熱し、0℃まで冷却し、大腸菌に形質転換する。
再び形質転換したのち、32−P−標識N0R789を利用するコロニー・ハイ ブリダイゼーションによって組換え型部分をスクリーンすることができる。
突然変異及び対応のオリゴヌクレオチドの例は下記の通りである=A2−02/ A3−01: K27R: B1−02; E54D: B4−03: Y91 F、 K94R; Dl−01/D2−02: Y167E、 Y171V;  D3−04: Y192E; D4−01/D5−01: Y2O9F、 Y2 14T;B2−01: K235R,K237R; B3−01: K251E ; B4−02; Y2O3F 、ここに述べるような突然変異導入に適したこ のようなオリゴヌクレオチドは例えば下記のような配列を持つことができる:に 27R(A 2とA3のオーバーラツプ)Y192B (フラグメントD3) これらのオリゴヌクレオチドを合成遺伝子からのオリゴヌクレオチドのうち変化 しない部分と組合わせた。突然変異誘発されたフラグメントA、B、C及びEを 変異体構成に全く変化を必要としないフラグメントCと共に結合した。
■: サブチリシン147をベースとする対応の変異体も同様に生成させることかでき 、形質転換させた枯草菌を発酵させ、事後処理することによって所期の酵素を精 製する。
■: 下記の精製法はサブチリシン147酵素、サブチリシン309酵素またはその変 異体のio!!スケール発酵ブロスを精製する典型的な方法である。
約81の発酵ブロスを11ビーカーで30分間に亘って5000rpmで遠心分 離する。10%酢酸で上澄をpH6,5に調節し、5eitz 5upraS1 00フイルター・プレートで濾過する。
Am1con 5IYIOOFカートリッジを装備したAm1con CH2A  IJpユ= ットを使用して濾液を約400rI@lに濃縮する。OF濃縮液 を遠心分離し、濾過してから室温でpH7のBacitracinアフィニティ ー・カラムに吸着させる。0.01ジメチルグルタル酸、0.1M硼酸及び0. 002M塩化カルシウムから成るpH7の緩衝液に25%2−プロパツール及び 1M塩化ナトリウムを加えた溶液を使用して室温でBacitracinカラム からプロテアーゼを溶出させる。
Bae i t rac in精製工程から得られたプロテアーゼ活性留分を一 括して、0.Olジメチルグルタル酸、0.2M硼酸及び0.002M塩化カル シウムから成るpH6,5の緩衝液で平衡させた750rnlSephadex  G25カラム(直径5an)に添加する。
5ephadex G25カラムから得られたブロティナーゼ活性留分を一括し 、0.01Mジメチルグルタル酸、0.2M硼酸、及び0.002M塩化カルシ ウムを含有するpH6,5の緩衝液で平衡させた150m/ CM 5epha roseCL 6B陽イオン交換カラム(直径5an)に加えた。
21の同じ緩衝液におけるO−0,1M塩化ナトリウムの線形勾配を利用してプ ロテアーゼを溶出させる(サブチリシン147の場合には0−0.2M塩化ナト リウム)。
最終精製工程でCM 5epharoseカラムからのプロテアーゼ含有留分を 一括し、(Danish Sugar Factories Inc製の) G R81PP膜を装備したAm1con限外濾過セルで濃縮する。
実施例B 本発明のプロテアーゼ及び洗剤の代表的な実施例の滴定曲線及び洗浄性能は以下 に述べる通りである: 実施例Aで述べた方法で形成された変異体プロテアーゼ酵素A。
B1及びCをテストした。それぞれのアミノ酸配列はサブチリシン309のそれ に対応し、下記のような突然変異を伴なった:B : K23SR+に237R +に251E+Y263FC: E54D+Y91F+に94R それぞれの計算滴定曲線をサブチリシン309の曲線と共に図1(=示す。
図1乃至3にはその他の変異体の計算滴定曲線をも示す:D : K27R+E 54D+Y91F+に94R+Y2O9F+Y214T+に235R+に237 R+に251E+263F E : K27R+E54D+Y91F+に94R+Y171V+Y192F+ Y2O9F+Y214T+に235R+に237R+に251E+Y263F F:D残基の電荷を加えるさらに2個の変異及びE残基に電荷を加える1つの変 異を有する変異体EG:位置17.39.120.226におけるヒスチジンが 突然変異して中性残基となっている変異体F HlN−末端か化学的に変性(ブロック)されて中性基となっている変異体G 変異体酵素のブロティナーゼ活量は参考のため本願明細書にその内容を引用した Nova−Nordisk A/S、 Bagsvaerd、 Denmark から発行のN0VOPublication AF 220−gb (または新 版)に記載されているジメチルカゼイン(DMC)法によって分析評価すること ができる。
洗浄テストは下記の洗剤系において行われた:洗浄液は下記組成(重量%)から 成る20°Cの0.83g/L溶液であった:直両1蔦ツアルキルベンゼンスル ネン酸ナトリウム 25ゼオライトA 22 珪酸ナトリウム 5 硫酸ナトリウム 4 ポリエチレングリコール 2 炭酸ナトリウム 17 (Werner Mathis AG、 Zurich、 5w1tzerla nd)の製造にかかるMathisWashing and Drying U nit Type THの草ジュースを満たした容器に糊抜き綿布(100%綿 、DS71 )に通して約0.1gのテスト布(2,2anx2、2cm)を作 成し、最後に布を室温の強い空気流で乾燥させ、室温で3週間貯蔵したのち、使 用まで18°Cに保つ。
テストはすべて模型のミニウすツシュ・システムで行う。このシステムでは6( 7の洗剤液が入っている150m1ビーカー中で6枚のテスト布を洗浄する。ビ ーカーを磁気撹拌された20℃の恒温水溶中に維持する。
10分間洗浄したのち布をバケツの中で25分間水道水で水洗いする。
次いで(日光を避けて)1晩布を空気乾燥し、Datacolor S、A、。
Dietkikon、 5w1tzerlandの製造にかかるELREPHO 2000光度計により460nmにおいて反射率Rを測定する。
洗浄性能の目安として酵素を添加して洗浄したあとの反射率と酵素を添加しない で洗浄したあとの反射率との差に相当する反射率差ΔRを利用する。
改善率は用量反応曲線から計算され、問題の野生型酵素との比較において一定の ΔR値を得るのに要する酵素量と関連する。ここでは酵素の性能を「野生型」サ ブチリシン309(’wt’ )の性能と比較した。例えば、改善率2は同じΔ R値を得るのに半分の酵素量で足りることを意味する。
結果は下記の通りであったニ プロテアーゼ: pi(calc) 下記pHにおける改善率B 9.6 1. 4 1.3 3.6 1.9これらの変異体プロテアーゼのうち好ましいのはプ ロテアーゼBであり、滴定曲線が最もゆるやかで、改善率が野生型酵素と比較し て最も大きい。
以下に本発明の洗剤組成の実施例を列記するが本発明はこれらの実施例に制限さ れるものではない。
洗剤D1= ビルダーとして燐酸塩を含有する本発明の実施例として下記成分から粉末洗剤を 調合する:活性洗剤総量約16%、アニオン性洗剤約9%、非イオン性洗剤約6 %、燐酸塩系ビルダー約20%、アクリルまたは等価のポリマー約3.5%(あ るいは約2%)、漂白先駆物質として過硼酸的6−18%(あるいは約15−2 0%)、アミノ含有漂白賦活剤的2%、珪酸塩またはその他の構造剤的3.5% (あるいは約8%)、約8グリシン単位/mg活量の酵素、使用に必要なpHに 調節するためのアルカリ、及び中性無機塩、及び酵素(各酵素約0.5%)。
アニオン性洗剤はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムまたは直鎖型アルキル ベンゼンスルホン酸ナトリウム6%と、第1硫酸アルキル3%の混合物である。
非イオン性洗剤は1モル当りエトキシレート残基を7個有する約C13−C15 第1アルコールのエトキシレートである。ビルダーとしての燐酸塩はトリポリ燐 酸ナトリウムである。ポリマーはポリアクリル酸またはアクリル/マレイン・コ ポリマーである。漂白先駆物質としての過硼酸塩は四本化または一水化四硼酸ナ トリウムである。賦活剤はテトラアセチルエチレンジアミンである。構造剤は珪 酸ナトリウムである。中性無機塩は硫酸ナトリウムである。酵素は上述したプロ テアーゼBである。
洗剤Dla: ビルダーとして燐酸塩を含有する本発明の実施例として下記成分から粉末洗剤を 調合する二活性洗剤総量約15%、アニオン性洗剤約6%、燐酸塩系ビルダー約 25%、アクリルまたは等価のポリマー約0.5%、漂白先駆物質としての過硼 酸塩約10%、アミノ含有漂白賦活剤的2%、珪酸塩またはその他の構造剤的6 %、約8グリシン単位/dグレードのプロテアーゼ酵素、使用に必要なpHに調 節するためのアルカリ、及び中性無機塩、及び酵素(各酵素約0.5%)。
アニオン性洗剤は直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。非イオ ン性洗剤は1モル当り7個のエトキシレート残基を育する約C13−C15第1 アルコールのエトキシレートまたはこれと対応の、即ち、1モル当り3個の残基 を有するようにエトキシレートされたアルコールとの混合物である。ビルダーと しての燐酸塩はトリポリ燐酸ナトリウムである。漂白先駆物質としての過硼酸塩 または過酸は四本化四硼酸ナトリウムである。賦活剤はテトラアセチルエチレン ジアミンである。構造剤は珪酸ナトリウムである。中性無機塩は硫酸ナトリウム である。酵素は上記プロテアーゼBである。
洗剤D2: ビルダーとしてゼオライトを含有する本発明の実施例として、下記成分から粉末 洗剤を調合する:活性洗剤総量約16%、アニオン性洗剤約9%、非イオン性洗 剤約6%、ゼオライト系ビルダー約20%、アクリルまたは等価のポリマー約3 %、漂白先駆物質としての過硼酸塩約6−18%、珪酸塩またはその他の構造剤 的3.5%または約2.5%、約8(または約5)グリシン単位/mgの酵素、 使用に必要なpHに調節するためのアルカリ、及び中性無機塩、及び酵素(各酵 素約0.5%)。
アニオン性洗剤はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムまたは直鎖型アルキル ベンゼンスルホン酸ナトリウム6%と、第1硫酸アルキル3%の混合物である。
非イオン性洗剤は1モル当り7個のエトキシレート残基を育する約C13−C1 5第1アルコールのエトキシレートである。ゼオライト系ビルダーはAゼオライ トである。ポリマーはポリアクリル酸である。漂白先駆物質としての過硼酸塩は 四本化または一水化四硼酸ナトリウムである。賦活剤はテトラアセチルエチレン ジアミンである。構造剤は珪酸ナトリウムである。中性無機塩は硫酸ナトリウム である。酵素は上記プロテアーゼBである。
洗剤D2a: 七オライド系ビルダーを含有する本発明の実施例として下記成分から粉末洗剤を 調合する:活性洗剤約14%、アニオン性洗剤約7%、非イオン性洗剤約7%、 ゼオライト系ビルダー約25%、アクリルまたは等価のポリマー約3%、アミノ 系漂白賦活剤的2%、珪酸塩また。はその他の構造剤的0.5%、約6個のグリ シン単位/mgを有する酵素、使用に必要なpHに調節するためのアルカリ、及 び中性無機塩、及び酵素(各酵素約0.5%)。
アニオン洗剤は直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムであり、非イオン 性洗剤は1モル当り7個及び3個のエトキシレート残基をそれぞれ有する約CI 3− C15第1アルコール・エトキシレートの混合物である。ゼオライト系ビ ルダーはAゼオライトである。
ポリマーはアクリル/マレイン・コポリマーである。漂白先駆物質としての過硼 酸塩は一水化四硼酸ナトリウムである。賦活剤はテトラアセチルエチレンジアミ ンである。構造剤は珪酸ナトリウムである。中性無機塩は硫酸ナトリウムである 。酵素は上記プロテアーゼBである。
洗剤D3: 本発明の実施例として下記成分から水性液状洗剤を調合するニドデシルベンゼン スルホン酸16%、7モル1モルのエチレンオキシドで縮合したC I2− C 15直鎖型アルコール7%、モノエタノールアミン2%、クエン酸6.5%、キ シレンスルホン酸ナトリウム6%、水酸化ナトリウム約4.1%、プロテアーゼ 0.5%、微量成分及び水100%またはそれ以下。pHは9乃至lOの範囲に 調節する。酵素は上記プロテアーゼB及び/またはCである。
洗剤D4: 本発明の実施例として4.9モル1モルのエチレンオキシド及び2.7モル1モ ルのプロピレンオキシドでアルコキシル化したC 13−Cl3直鎖型第1アル コール38.5%、トリアセチン5%、三燐酸ナトリウム30%、ソーダ灰4% 、微量のすキソ硼酸塩を含む一水化過硼酸ナトリウム15.5%、TAED 4 %、0.1%がホスホン酸であるEDTAO125%、Aerosil 0.6 %、SCMC1%、及びプロテアーゼ0.6%から非水性液状洗剤を調合する。
pHは9乃至lOl例えば約9.8に調節する。酵素は上記プロテアーゼB及び /またはCである。
洗剤D5: 本発明の実施例として下記成分からかさ密度が少な(とも600g/lの顆粒状 洗剤を調合する:約lO%がドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、残りが5 ynperonic A7と5ynperonic A3(約5.5%乃至4. 5%)の混合物である約20重量%の界面活性剤、中性無機塩(例えば硫酸ナト リウム)0%、燐酸塩系ビルダー約33%、西水化過硼酸ナトリウム約16%、 TAED賦活剤約4.5%、珪酸ナトリウム約6%、炭酸ナトリウム約2%を含 む微量成分、及び水分的lO%。酵素(各酵素約0.5%)をも含む。酵素は上 記プロテアーゼBである。
洗剤D6: 本発明の実施例としてかさ密度が少なくとも600g/I!または約550g# の顆粒状洗剤を下記成分から調合する:約9%または約7%がドデシルベンゼン スルホン酸ナトリウムまたは直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムであ り、残りが5ynperonic A7と5ynperonic A3 (また はこれらと類似のエトキシレート)(それぞれ5%と6%、または約4%と7% )の混合物である約20または約16重量%の界面活性剤、中性無機塩(例えば 硫酸ナトリウム)0%、ゼオライト系ビルダー約30%または約25%、四本化 または−水化過硼酸ナトリウム約14%または15%、TAED賦活剤約3.6 %、及び炭酸ナトリウムを含む微量成分約9%または約15%、Dequest  2047約0.7%及び水分約10%。酵素(それぞれ約0.5%またはリパ ーゼ0.2%及びプロテアーゼ約0.7%)をも含む。酵素は上記プロテアーゼ Bである。
洗剤D6a: 本発明の実施例として、かさ密度が少なくとも600 g / lの顆粒状洗剤 を調合する:約7%が直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、2%が第 1硫酸アルコール、残りが5ynperonic A7または類似のエトキシレ ートである約15重量%の界面活性剤、中性無機塩(例えば硫酸ナトリウム)0 %、ゼオライト系ビルダー約22%、四本化過硼酸ナトリウム約15%、TAE D賦活剤約7%、炭酸ナトリウムを含む微量成分約15%、Dequest 2 047約0.7%、及び水分約lθ%。
酵素(約1.2%)として上記プロテアーゼBなども含まれる。
洗剤D7: 本発明の実施例として下記成分を含有する粉末洗剤を調合するニドデシルベンゼ ンスルホン酸6%、7モル1モルのエチレンオキシドと縮合したC I2− C 15直鎖覆アルコール5%、脂肪酸石けん3%、5okolan CP5ポリマ ー3%、ゼオライトA 22%、炭酸ナトリウム10%、硫酸ナトリウム17% 、粘土粒子8%、四本化過硼酸ナトリウム13%、テトラアセチルエチレンジア ミン2%、プロテアーゼ0.5%、微量成分及び水100%またはそれ以下。p Hを9乃至lOに調整する。プロテアーゼ酵素は上記プロテアーゼBである。
洗剤D8: 本発明の実施例として下記のように棒状洗剤(捧石けん)を調合する:完全けん 化82%獣脂と18%のココナツツ油をベースとし、0.15%のオルト燐酸で 中和し、(捧組成物の約8GU/mgに相当する)プロテアーゼ及びギ酸ナトリ ウム2%、硼砂2%、プロピレングリコール2%及び硫酸ナトリウム1%と混合 したのち、石けん製造ラインを進む。プロテアーゼ酵素は上記プロテアーゼB及 び/またはCである。
洗剤D9: 構造性の液状洗剤はプロテアーゼのほかに例えば2−15%の非イオン性界面活 性剤、場合によってはアニオン性界面活性をも含めて合計5−40%の界面活性 剤、5−35%の燐酸塩系または非燐酸塩系ビルダー、分子量が106以上の例 えば交差結合アクリルポリマーのような0.2−0.8%の増粘ポリマー、少な くとも1096の珪酸ナトリウム例えば中性水ガラス、pHを所要の値、好まし くは9−10またはそれ以上の値、例えば11に調節するためのアルカリ(例え ば、カリウムを含むアルカリ)を含有することができ、ナトリウム陽イオンと珪 酸塩陰イオン(遊離シリカ)の重量比は0.7:1.粘度0.3−30Pas( 20℃、20s−1)とすればよい。
好適な実施例は1モル当り約5個のEO基及び1モル当り約2.7個のPO基で アルコキシレートされた約5%の非イオン性界面活性剤C13−C15アルコー ル、シリカと酸化ナトリウムの重量比が3.5の中性水ガラス15−23%、さ らに13−19%のKOH,8−23%の5TPP、 0−11%の炭酸ナトリ ウム、0.5%のCarbopol 941を含有する。
プロテアーゼとしては上記プロテアーゼBを例えば0.5%の組成比で組込めば よい。
洗剤D10: 洗濯用に適した構造性の高粘度水性液状洗剤を下記のように調合する(重量%) : クエン酸 2.5 硼砂(10sg) 4 NaOH2 C14−C15直fil型アルキルベンゼンスルネン酸塩またはC14−C15 第1硫酸了ルコール 6.5Synperonic A3 非イオン性C12−Cl3 3E0 1.2Synperonic A7 非イオン性C12−Cl3 7E0 3.6アミラーゼ(テルマミル300LD X) 0.2微量成分及び水 残余 pHは9乃至IOに調節する。酵素は上記プロテアーゼBである。
洗剤D11= 洗濯用の等優性の水性液状洗剤を下記のように調合する(重量%)クエン酸 2 硼酸 1 非イオン性界面活性剤 (C12−アルコール 6.5EOエトキンレート基1モル)10(または第  1 硫酸アルコールtトリウム)オレイン酸 16 ヤシ油(C12)石けん 11 プロテアーゼ 0.5 微量成分及び水 残余 pHは9乃至IOに調節する。酵素は上記プロテアーゼB及び/またはCである 。
洗剤DI2: 下記成分組成で水性液状洗剤を調合する:アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウ ム 14.5C18ナトリウム石けん 2 非イオン性洗剤(CI2−15 6EO) 9脂肪酸(オレイン酸)4.5 アルケニルンはく酸ナトリウム 11 クエン酸ナトリウム 3.2 キレート剤、例えばDequest 2060 0.7塩化ナトリウム 0.5 微量成分及び水 残余 pHは9乃至10に調節すればよい。酵素は上記プロテアーゼB及び/またはC である。
洗剤D13: 下記組成を有する水性液状洗剤を調合する:アルキルベンゼンスルホン酸ナトリ ウム 8非イオン性洗剤6.5E0 10 オレイン酸ジエチルアミド lO 脂肪酸(C12/C1875:25) 18クエン酸ナトリウム I トリエタノールアミン 5 Dequest 2060 0.5 微量酸分及び水 残余 pHは9乃至lOに調節すればよい。酵素は上記プロテアーゼB及び/またはC である。
洗剤D14: 下記組成(重量%)となるように非水性液状洗剤を調合する:液状非イオン性洗 剤(CIO−12,6,2EO) 41%トリアセチン 5 直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸 6安定剤としての酸化マグネシウム l ビルダー/ベースとしての炭酸ナトリウム 18ビルダーとしての炭酸カルシウ ム 8 漂白賦活剤TAII:D 3.5 漂白先駆物質としての一水化過硼酸塩 10.5部分疎水性シリカ 2 プロテアーゼ 0.4 リパーゼ(Lipolase) 3 微量酸分または補足の液状非イオン性 界面活性剤(水を含まず) 残余 この組成物の調合に際しては、液状非イオン性界面活性剤及びトリアセチンを先 ず添加してから酸化マグネシウムを、さらに酵素以外のその他の成分を添加する 。コロイドミルで混合物を混練して冷却し、最後に酵素やその他の感熱性微量成 分を添加する。
酵素は上記プロテアーゼBである。
例えば上記プロテアーゼBとはEP 0342177に開示されている洗剤組成 を使用することもできる。
以上、特定の実施例に基づいて本発明を説明したが、これらの実施例は本発明の 用途及び範囲を制限するものではなく、本発明は以上に述べ、請求の範囲におい て後記する構成要件のあらゆる組合わせに及ぶものである。
浄書(内容に変更なし) 手続補正書(方式) 平成5年7月り日 1、 事件の表示 PCT/DK 9110 Q 399 Z 発明の名称 pH範囲にわたり分子荷電が低度に異なる突然変異体酵素 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ノポノルディスクアクティーゼルスヵブ4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光虎ノ門ビル 電話350 4−07216、補正の対象 (11明細書、請求の範囲及び要約書の翻訳文(2)図面の翻訳文 7、補正の内容 (11明細書、請求の範囲及び要約書の翻訳文の浄書(内容に変更なし) (2)図面の翻訳文の浄書(内容に変更なし)(2)図面の翻訳文 1通 国際調査報告 mly+ul1M−^−にネー11L PCT/DK 911003991.□ ニー1灯八東911003的 国際調査報告 フロントページの続き (51) Int、 C1,” 識別記号 庁内整理番号C12R1:19) (C12N 9156 CI 2 R1:125) (81)指定回 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、MC,NL、 SE)、 AT、  AU、 BB、 BG、 BR,CA、 CH,C3,DE、 DK、 ES 、 Fl、 GB、 HU、JP、 KP、 KR,LK、 LU、 MG、  MW、 NL、 No。
PL、RO,SD、SE、5U (72)発明者 オルセン、オレ ビルステッドデンマーク国、デーコー−27 00ブローエンショエイ、バエケスコウバイ 38 (72)発明者 エリクセン、ニーナ デンマーク国、デーコー−2000フレデリクスベルウ、1.テーベー、マチイ ルデバイ15 (72)発明者 りンデガールド、ポールデンマーク国、デーコー−2100コ ペンハーゲン O,オースチル ソエガゼ 52I (72)発明者 カステレイーン、エリクオランダ国、エヌエル−2907セー ヘ一カベル、パリエテルブルハ 105 (72)発明者 マールテン、ロベルト エフモンドオランダ国、エヌエル−3 461ヘーデーリシスホーテン、デ ネス 謁、アー/デー イーセル (72)発明者 ハフェルカンプ、ヨハンオランダ国、エヌエル−2661カー エルベルフスヘンホーク、デ クロス カルペル40 (72)発明者 ムステルス、ワウチルオランダ国、エヌエル−3141エルデ ーマースルイス、ウィッペルスパルク 138(72)発明者 デ フリーフ、 ヤコブオランダ国、エヌエル−3011カーハーロッテルダム、ホウドセシンヘ ル 274工

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.pH範囲に亘るプロテアーゼの分子電荷変動を親プロテアーゼよりも軽度に する(例えば、pH範囲に亘って電荷をほぼ一定、例えば中性に近づける)少な くとも1つのアミノ酸配列突然変異を誘発することを特徴とする例えば変異体サ ブチリシンプロテアーゼのような変異体プロテアーゼ。 2.サブチリシンのアミノ酸配列の1又は複数の突然変異が約7乃至約11のp H範囲内における変異体プロテインのプロテアーゼ分子電荷変動を親プロテアー ゼよりも軽度にする(例えばほとんど一定、例えば正味電荷がほぼゼロの状態) ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のプロテアーゼ。 3.前記軽度の正味電荷変動が約7乃至約11のpH範囲内の少なくとも0.5 pH単位のpH範囲内で現われることを特徴とする請求の範囲第2項に記載のプ ロテアーゼ。 4.前記軽度の正味電荷変動が約7乃至約11のpH範囲内の少なくともIpH 単位のpH範囲内で現われることを特徴とする請求の範囲第2項または第3項に 記載のプロテアーゼ。 5.前記軽度の正味電荷変動が約7乃至約11のpH範囲内の少なくとも2pH 単位のpH範囲内で現われることを特徴とする請求の範囲第2項、第3項または 第4項に記載のプロテアーゼ。 6.前記軽度の正味電荷変動が約8乃至約11のpH範囲内のほとんど全域に亘 って現われることを特徴とする請求の範囲第2項から第5項までのいずれかに記 載のプロテアーゼ。 7.前記軽度の正味電荷変動が約7乃至約11のpH範囲内のほとんど全域に亘 って現われることを特徴とする請求の範囲第2項から第6項までのいずれかに記 載のプロテアーゼ。 8.プロテアーゼの正味電荷が1分子当り±1電荷の偏差範囲内でほとんど一定 またはほとんどゼロのままであることを特徴とする請求の範囲第2項から第7項 までのいずれかに記載のプロテアーゼ。 9.前記ほとんど一定またはほとんどゼロの正味電荷の偏差範囲が1分子当り± 0.5電荷以内であることを特徴とする請求の範囲第2項から第8項までのいず れかに記載のプロテアーゼ。 10.前記ほとんど一定の正味電荷が約+4,+3,+2,+1,0,−1,− 2,−3または−4であることを特徴とする請求の範囲第8項または第9項に記 載のプロテアーゼ。 11.約8乃至11の範囲よりも外側、例えば約7乃至12の範囲よりも外側に 側鎖pKaを有する残基に置き換えるか、または残基が全く無くするような、少 なくとも1つのリシン、ヒスチジン、システイン及び/またはチロシン残基突然 変異を誘発することを特徴とする請求の範囲第1項から第10項までのいずれか に記載のプロテアーゼ。 12.(リシンまたはシステインを)アルギニン、ロイシン、スレオニン、アス パラギン、グルタミン酸またはアスパラギン酸に;(チロシンを)フェニルアラ ニン、スレオニン、バリン、トリプトフアンまたはグルタミン酸に;または(ヒ スチジンを)グルタミン、アスパラギン、セリン、グルタミン酸またはアスパラ ギン酸に置き換えるような少なくとも1つのリシン、ヒスチジン、システイン及 び/またはチロシン残基突然変異を誘発することを特徴とする請求の範囲第1項 から第11項までのいずれかに記載のプロテアーゼ。 13.下記突然変異の少なくとも1つを誘発することを特徴とする請求の範囲第 1項から第11項までのいずれかに記載のプロテアーゼ:E54D,H17Q, H120D,H120N,H226S,H39S,K27R,K94R,K23 5L,K237R,KZ51E,KZ51N,Y91F,Y167E,Y157 F,Y171F,Y171V,Y192E,Y192F,Y209F,Y209 L,Y214F,Y214T,K235R,Y253F。 14.下記の突然変異または突然変異群の少なくとも1つを誘発することを特徴 とする請求の範囲第13項に記載のプロテアーゼ:a−KZ7R; b−H17Q+K27R+H39S; c−E54D+Y91F+K94R; d−E54D+Y91F+K94R+H120D;e−E54D+Y91F+K 94R+H120N;f−Y167F+Y171V+Y192F+Y209F+ Y214T;g−K235L+K237R+K251E+Y263F;h−K2 35L+K237R+K251N+Y263F;i−H226S+K235L+ K237R+K251N+Y263F;k−H226S+K235L+K237 R+K251E+Y263F;g′−K235R+K137R+K251E+Y 263F;h′−K235R+K237R+K251N+Y263F;i′−H 226S+K235R+K237R+K251N+Y263F;k′−H226 S+K235R+K237R+K251E+Y263F.15.それぞれの文字 が請求の範囲第14項に示した突然変異または突然変異群を表わすとして、下記 の突然変異または突然変異群の少なくとも1つを誘発することを特徴とする請求 の範囲第14項に記載のプロテアーゼ: セットa+c+f+g,b+d+f+i,b+e+f+k,b+e+f+i,b +d+f+k,a+c+f+g′,b+d+f+i′,b+e+f+k′,b+ e+f+i′,b+d+f+k′。 16.N−末端アミノ基を約8乃至11の範囲より外側、例えば約9乃至12の 範囲より外側にpKaを有する基に転換できる試薬で請求の範囲第1項から第1 5項までのいずれかに記載のプロテアーゼを処理することを特徴とする方法。 17.約7−12、(例えば8−11のアルカリpHに電荷を安定させるためプ ロテアーゼのN−末端アミノ基を変性させることのできる試薬と反応させたこと を特徴とする請求の範囲第1項から第15項までのいずれかに記載のプロテアー ゼ。 18.プロテアーゼがサブスチリシンBPN′、サブスチリシンアミロサッカリ チクス、サブスチリシン168、サブスチリシンメセンテリコベプチダーゼ、サ ブスチリシンCarlsberg、サブスチリシンDY、サブチリシン309、 サブスチリシン147、サブスチリシンテルミターゼ、プロテアーゼTW7、プ ロテアーゼTW3、及びプロテアーゼKまたはアクアリシンから選択された親酵 素の突然変異を表わすことを特徴とする請求の範囲第1項から第17項までのい ずれかに記載のプロテアーゼ。 19.プロテアーゼが親サブチリシンとしてサブチリシン309をベースとする ことを特徴とする請求の範囲第18項に記載のプロテアーゼ。 20.プロテアーゼが親サブチリシンとしてサブチリシン147をベースとする ことを特徴とする請求の範囲第18項に記載のプロテアーゼ。
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